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关键词：
中药,物质基础,高效,分离,研究,
发表时间：
2010-11-26 11:17:28
一种基于液相色谱-质谱技术进行血清代谢组学研究的方法: 从代谢指纹到潜在标志物
中国科学 | -> | 2229| 27| 0.734673MB |一种,基于,技术,进行,血清,代谢,研究,代谢,指纹,潜在,标志,
摘要 本文描述了一种基于液相色谱-质谱技术(LC-MS)的代谢组学发现疾病潜在标志物的方法. 该方法利用LC-MS获得代谢指纹图谱, 并通过多种统计分析方法对产生的海量数据进行分析, 最终筛选出潜在标志物. 数据分析过程包括: 通过归一化、修正80%规则、数据集分割和数据缩放等方法对数据集进行预处理; 通过正交校正的偏最小二乘(OPLS)模式识别方法对样品进行分型; 根据模型的变量重要性因子(VIP 值)、非参数检验结果和z 值筛选潜在标志物.以宫颈癌血清样本为例, 应用上述方法, 15 个变量被确认为潜在标志物, 操作者接受曲线(ROC)下的面积为0.667~0.956. 经过相关性分析和结构鉴定, 发现这15 个变量来自9 个化合物.其中7 个化合物被鉴定为色氨酸、硬脂酸、花生四烯酸、溶血磷脂酰胆碱(0:0/16:0, 16:0/0:0,18:1/0:0 和18:0/0:0), 说明在宫颈癌中花生四烯酸和溶血磷脂酰胆碱的代谢发生异常.
代谢组学是通过考察生物体系受刺激或扰动后其代谢产物的变化, 揭示机体生命代谢活动的本质
的科学[1,2]. 与基因组和蛋白质组学不同, 代谢组学的研究对象是分子质量小于1000的所有内源性代谢物.
据估计, 人体中各类内源性小分子代谢物成千上万[3]. 体液中各种代谢物的浓度范围和物理化学性质差异很大, 目前没有一种分析技术能对体液中所有的代谢物进行分析. NMR、质谱与多种分离手段联用成为代谢组学中的重要分析工具, 如: 液相色谱-质谱联用(LC-MS)[4~11]、气相色谱-质谱联用(GCMS)[7,9,12]、毛细管电泳-质谱联用(CE-MS)[13]、串联液相色谱-质谱联用(HPLC+HPLC-MS)[14]、全二维气相色谱-质谱联用(GC×GC-MS)[15,16]等, 其中最常用的是RPLC-MS[4~7,9,17,18]和GC-MS[7,9,12].
从代谢组学分析产生的海量数据中发现潜在标志物, 需要借助多变量模式识别方法. 无师监督的模
式识别方法包括主成分分析(PCA)[19]、聚类分析(HCE)[20]等; 有师监督的方法包括判别分析(DA)[21]、偏最小二乘分析(PLS)[19] 、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)[19], 正交校正的偏最小二乘分析(OPLS)[19,22]等. 当变量数量远大于样品数量时, PLS或 PLS-DA模型容易过拟合. 根据模式识别模型抽提出对分类有重要贡献的化合物后, 还需要进一步验证这些化合物的差异性.
的科学[1,2]. 与基因组和蛋白质组学不同, 代谢组学的研究对象是分子质量小于1000的所有内源性代谢物.
据估计, 人体中各类内源性小分子代谢物成千上万[3]. 体液中各种代谢物的浓度范围和物理化学性质差异很大, 目前没有一种分析技术能对体液中所有的代谢物进行分析. NMR、质谱与多种分离手段联用成为代谢组学中的重要分析工具, 如: 液相色谱-质谱联用(LC-MS)[4~11]、气相色谱-质谱联用(GCMS)[7,9,12]、毛细管电泳-质谱联用(CE-MS)[13]、串联液相色谱-质谱联用(HPLC+HPLC-MS)[14]、全二维气相色谱-质谱联用(GC×GC-MS)[15,16]等, 其中最常用的是RPLC-MS[4~7,9,17,18]和GC-MS[7,9,12].
从代谢组学分析产生的海量数据中发现潜在标志物, 需要借助多变量模式识别方法. 无师监督的模
式识别方法包括主成分分析(PCA)[19]、聚类分析(HCE)[20]等; 有师监督的方法包括判别分析(DA)[21]、偏最小二乘分析(PLS)[19] 、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)[19], 正交校正的偏最小二乘分析(OPLS)[19,22]等. 当变量数量远大于样品数量时, PLS或 PLS-DA模型容易过拟合. 根据模式识别模型抽提出对分类有重要贡献的化合物后, 还需要进一步验证这些化合物的差异性.
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